[发明专利]一种基于脉冲交错的数字阵列雷达自适应驻留调度方法有效
申请号: | 201910188304.8 | 申请日: | 2019-03-13 |
公开(公告)号: | CN110009196B | 公开(公告)日: | 2022-10-14 |
发明(设计)人: | 程婷;檀倩倩;陆晓莹;胡红;李云飞 | 申请(专利权)人: | 电子科技大学 |
主分类号: | G06Q10/06 | 分类号: | G06Q10/06;G06Q10/04 |
代理公司: | 电子科技大学专利中心 51203 | 代理人: | 闫树平 |
地址: | 611731 四川省成*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 脉冲 交错 数字 阵列 雷达 自适应 驻留 调度 方法 | ||
本发明属于雷达系统资源管理领域,特别涉及一种基于脉冲交错的数字阵列雷达自适应驻留调度方法。本发明首先采用综合优先级算法,综合考虑了工作方式优先级、目标威胁度和截止期这三个因素,并将时间期望原则反映到调度算法中;并通过引入了时间状态向量和能量状态向量,突破了现有数字阵列雷达自适应驻留调度方法交错条件严格、交错分析复杂的缺点,且适用于实际雷达任务模型。
技术领域
本发明属于雷达系统资源管理领域,特别涉及数字阵列雷达应用脉冲交错技术的自适应驻留调度的方法。
背景技术
数字阵列雷达(Digital Array Radar,DAR)是一种全数字相控阵雷达,它可以对接收到的信号进行全向接收,利用数字波束形成技术,提取感兴趣的方向信息。DAR还具有探测精度高、跟踪多目标能力强、适应性强、抗干扰能力强等优点,因此受到了广泛的关注(见文献:Cantrell,B.,Graaf,J.D.,Willwerth,F.,et al.:'Development of a DigitalArray Radar(DAR)',IEEE AerospaceElectronic Systems Magazine,2002,17,(3),pp.22-27)。由于具备多功能特点,为了充分发挥数字阵列雷达的性能,需要采用有效的波束驻留调度。
目前,相控阵雷达的波束驻留调度得到了广泛的研究,主要集中在任务优先级和调度策略方面。任务优先级的计算方法分为传统的优先级计算方法和综合优先级计算方法。传统的方法有HPF(见文献:Orman,A.J.,Potts,C.N.,Shahani,A.K.,Moore,A.R.:'Scheduling for a multifunction phased array radar system',European Journal ofOperational Research,1996,90,(1), pp.13-25)和EDF(见文献:Haritsa,J.R.,Livny,M.,Carey.M.J.:'Earliest deadline scheduling for real-time database systems'.Proceedings Twelfth Real-Time Systems Symposium,San Antonio,TX, American,1991,pp.232-242)等,它们都只考虑一个因素作为任务优先级。综合优先级计算方法则是将多个因素集成到任务优先级中,其中HPEDF(见文献:J.B.Lu,W.D.Hu,W.X.Yu: 'Study onreal-time task scheduling of multifunction phased array radars',ActaElectronica Sinica, 2006,34,(4),pp.732-736)和EDPDF(W.D.Hu,W.X.Yu,J.B.Lu:'Theory and Method for Phased Array Radar Resource Management',(Beijing:National Defense Industry Press,2010)综合考虑了工作方式优先级和截止期两个因素,文献(H.Zhang,J.Xie,B.Zong,et al.:'Dynamic priority scheduling method forthe air-defence phased array radar',IET Radar,SonarNavigation, 2017,11,(7),pp.1140-1146)提出的优先级考虑了截止期和目标威胁度,文献(X.Lu,T.Cheng: 'ADwellScheduling Method for Phased Array Radars Based on New Synthetic Priority'.2018 21st International Conference on Information Fusion(FUSION),Cambridge,England,2018,pp.1-7)提出的综合优先级设置中考虑了工作方式优先级、截止期和目标威胁度三个因素。现有的雷达波束驻留调度策略主要分为基于模板的调度策略(见文献:Chi-Sheng Shih,S.Gopalakrishnan, P.Ganti,et al.:'Template-based real-time dwellscheduling with energy constraint'.Proceedings of the 9th IEEE Real-Time andEmbedded Technology and Applications Symposium,2003,pp.19-27; Chi-Sheng Shih,S.Gopalakrishnan,P.Ganti,et al.:'Scheduling real-time dwells using tasks withsynthetic periods'.RTSS 24th IEEE Real-Time Systems Symposium,2003,pp.210-219; Chi-Sheng Shih,P.Ganti,S.Gopalakrishnan,et al.:'Synthesizing taskperiods for dwells in multi-function phased array radars'.Proceedings of the2004IEEE Radar Conference(IEEE Cat. No.04CH37509),2004,pp.145-150)和自适应调度策略(见文献:T.Cheng,Z.S.He,T.Tang: 'Novel radar dwell scheduling algorithmbased on pulse interleaving',Journal of Systems Engineering and Electronics,2009,20,(2),pp.247-253;T.Cheng,Z.S.He,T.Tang:'Dwell scheduling algorithm formultifunction phased array radars based on the scheduling gain',Journal ofSystems Engineering and Electronics,2008,19,(3),pp.479-485;H.Zhang,J.Xie,C.Sheng: 'Scheduling method for phased array radar over chaos adaptivelygenetic algorithm'.2016Sixth International Conference on Information Scienceand Technology(ICIST),Dalian,China,2016,pp. 111-116;Y.Zhou,X.S.Wang,L.D.Wang,et al.:'Optimal scheduling for phased array radar based on geneticalgorithm',Journal of Systems Engineering and Electronics,2005,27,(12),pp.1977-1980)。在基于模板的算法中,模板是离线设计的。然而,目标状态和雷达工作状态是动态变化的。模板库通常不能很好地匹配雷达任务负载。在多任务环境下,自适应调度策略是最有效的调度策略,能够充分发挥阵列雷达的性能。自适应调度策略包括启发式算法(见文献:J.B.Lu,W.D.Hu,W.X.Yu:'Study on real-time task scheduling ofmultifunction phased array radars',Acta Electronica Sinica,2006,34,(4),pp.732-736;H.Zhang,J.Xie,B.Zong,et al.: 'Dynamic priority scheduling methodfor the air-defence phased array radar',IET Radar,Sonar Navigation,2017,11,(7),pp.1140-1146;T.Cheng,Z.S.He,T.Tang:'Novel radar dwell schedulingalgorithm based on pulse interleaving',Journal of Systems Engineering andElectronics, 2009,20,(2),pp.247-253;T.Cheng,Z.S.He,T.Tang:'Dwell schedulingalgorithm for multifunction phased array radars based on the schedulinggain',Journal of Systems Engineering and Electronics,2008,19,(3),pp.479-485)和智能优化算法(见文献:X.Lu,T.Cheng:'A Dwell Scheduling Method for PhasedArray Radars Based on New Synthetic Priority'.2018 21st InternationalConference on Information Fusion(FUSION),Cambridge,England,2018,pp.1-7;H.Zhang,J.Xie,C.Sheng:'Scheduling method for phased array radar over chaosadaptively genetic algorithm'.2016Sixth International Conference onInformation Science and Technology (ICIST),Dalian,China,2016,pp.111-116;Y.Zhou,X.S.Wang,L.D.Wang,et al.:'Optimal scheduling for phased array radarbased on genetic algorithm',Journal of Systems Engineering and Electronics,2005,27,(12),pp.1977-1980)。由于对实时性的要求,启发式算法在实际系统中得到了广泛的应用。此外,脉冲交错技术在自适应调度策略中的应用可以进一步提高阵列雷达的时间资源利用率(见文献:A.Farina,P.Neri:'Multitarget interleaved tracking forphased-array radar',Communications,Radar and Signal Processing,IEEProceedings F,August 1980,127,(4), pp.312-318)。
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